GLOSSARY

レーザアニールとは

Laser Annealing
最終更新:2026-08-30熱処理装置

レーザアニールとは?

レーザアニールとは、レーザ光でウェハ表面を極めて短時間だけ高温に加熱し、イオン注入で導入したドーパントの活性化や結晶欠陥の回復を行う熱処理技術です。加熱がミリ秒〜ナノ秒と非常に短いため、熱の総量(サーマルバジェット)を最小限に抑えられ、浅い接合の形成が必要な先端ノードで重宝されます。

定義・解説

レーザアニール(Laser Annealing)は、レーザ光でウェハ表面を極めて短時間だけ高温に加熱し、イオン注入で導入したドーパントの活性化や結晶欠陥の回復を行う熱処理技術です。加熱がミリ秒〜ナノ秒と非常に短いため、熱の総量(サーマルバジェット)を最小限に抑えられるのが最大の特長です。

代表的な方式に、表面をわずかに溶融させて再結晶化させる溶融(メルト)型と、溶融させずに固相で活性化する非溶融型があります。レーザスパイクアニール(LSA)のように、ビームを走査してミリ秒級の急速加熱・急冷を行う方式も広く使われます。

レーザアニールの利点は、極めて浅い接合(シャロージャンクション)を維持しながら高いドーパント活性化率を得られることです。RTP(ランプによる秒オーダーのアニール)よりさらに短時間・局所加熱ができるため、微細化で厳しくなるサーマルバジェット制約に応えられます。

先端ロジックのソース・ドレイン活性化や、パワー半導体・SiCの活性化などに用いられます。annealingやrtp、dopant-activation、thermal-budget、ion-implantationの各項とあわせて読むと、熱処理技術の使い分けが理解できます。装置はApplied Materials・Veeco・SCREENなどが手がけます。

よくある質問(FAQ)

レーザアニールとRTPはどう違いますか?
RTPはランプで基板全体を数秒〜数十秒かけて加熱するのに対し、レーザアニールは表面のみをナノ秒〜ミリ秒で局所加熱します。熱影響が数十〜数百nmの表層に留まるため、下層への熱ダメージがほぼなく、熱予算を桁違いに小さくできます。
レーザアニールはどんな工程で使われますか?
先端CMOSの浅い接合を作るためのドーパント活性化、SiCパワーデバイスの裏面オーミック電極形成、そして液晶・有機ELの低温ポリシリコン(LTPS)TFT形成におけるアモルファスシリコンの結晶化などです。
レーザアニールの課題は何ですか?
照射領域が狭いためウェハ全面を走査する必要があり、スループットと重ね合わせの均一性が課題になります。またパターンによって光の吸収率が異なるため、場所ごとに温度が変わってしまうパターン依存性(パターンエフェクト)の管理も重要です。

デバイスの製造メーカー

Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工…

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Veeco Instruments米国

MOCVD・MBE・ALDなど薄膜エピタキシャル成長装置の専業メーカー。LED、化合物半導体、先端ロジック向け…

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SCREENホールディングス日本

半導体洗浄装置の世界的リーダー。表面処理、ダイレクト描画、画像処理の3大コア技術で、ナノレベルの高精度加工を実…

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